CN103905148A - 通信系统中具天线选取的方法以及中央节点与分散式节点 - Google Patents

Abstract

通信系统中具天线选取的方法以及中央节点与分散式节点。根据一实施例，一种通信系统中具天线选取的方法可支持备有多根天线的一中央节点的一天线选取功能；以及通过使用与多个分散式节点相关的多个预编码器，可在此中央节点至此多个分散式节点的一下行通道中，共同调度此多个分散式节点至一相同资源，以提供一系统性能增益；其中，此多个预编码器是部分重叠的天线选取、非重叠的天线选取、以及完全重叠的天线选取之前述三种天线选取情况的其中一种情况。

Description

通信系统中具天线选取的方法以及中央节点与分散式节点

技术领域

本公开涉及一种通信系统中具天线选取(antenna selection)的方法以及此通信系统中支持天线选取功能的中央节点(central node)与分散式节点(distributed node)。

背景技术

多输入多输出（Multiple Input Multiple-Output，MIMO）技术具有提高单输入单输出（Single Input Single Output，SISO）系统的容量的能力。对于一个N_R×N_T的MIMO系统，系统容量以一斜率渐近地线性增加，此斜率等于N_R与N_T的最小值，其中N_R是接收天线的个数(number of receive antennas)以及N_T是发送天线的个数(number of transmit antennas)。除了容量增益外，MIMO技术也可以提供最大分集增益(maximum diversity gain)，此最大分集增益等于N_T×N_R。此技术目前已进入第四代无线手机与无线区域网络产品。

当接收器知道MIMO无线通道时，这些MIMO收益是可实现的。如果发送器知道无线MIMO通道，那么系统性能可通过利用一些信号处理技术，而进一步被改善。这些技术的其中之一是预编码(precoding)。预编码功能是在天线发送被传送的数据之前，转换(transform)这些数据。预编码技术可以被归类为线性与非线性预编码。非线性预编码技术可包括脏纸编码（Dirty PaperCoding，DPC）、汤姆林森-原岛预编码（Tomlinson-Harshima Precoding，THP）等。线性预编码转换数据是通过将此数据与一预编码器相乘，以与通道的特征模态(eigenmode)相匹配。将线性预编码实现在一个系统中是简单的，并且其效能也比非线性预编码更容易进行分析。由于这些原因，线性预编码已被通信标准，如3GPP长期演进（Long Term Evolution，LTE）与LTE-进阶（LTE-Advanced，LTE-A）采用，并且有望主宰电信网络的未来实现。线性预编码也可以应用于增强容量，即所谓的干扰对齐(interference alignment)。

线性预编码的设计方向有两种。一种是基于码书(codebook-based)的预编码，另一种是非基于码书的预编码。基本上，非基于码书的预编码比基于码书的预编码具有更好的性能，因为非基于码书的预编码需要瞬间的通道状态信息（Channel State Information，CSI）来设计当前传输数据的最佳预编码器(precoder)。对于一频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）系统，因为下行链路（Downlink，DL）和上行链路（Uplink，UL）通道被安排在不同频带(frequency band)，所以从接收器到发送器需要额外的带宽(bandwidth)来回报CSI，以用于执行下行链路的预编码。利用此方式，当需要全部的(full)通道信息来回报给发送器时，则CSI回报的所需资源会较高。

相较于全CSI回报，基于码书的预编码可以减少回报的所需资源。这是一个性能和与回报所需资源之间的权衡。最佳的基于码书方法基本上是遵循葛拉斯曼包装(Grassmannian packing)的指南。码书的设计与瞬间的无线通道无关。码书的设计是通过一码书中任意两个码字(code word)（即预编码器）的最小距离的最大化来设计的。由于此种与CSI无关(CSI-independent)的设计，所以也未必要回报全部的瞬间通道。因为码书的设计与瞬间的通道无关，码书的设计可使用离线设计并且存储于发送器与接收器中。依此，接收器只回报码书的预编码矩阵指示器(Precoding Matrix Indicator，PMI)，以指出发送器应该使用哪一预编码器，此处的预编码器即是预编码矩阵。因为基于码书的预编码的效能受限于预先设计的码书，已有一些研究集中在适应性码书(adaptive codebook)的设计，以进一步提高系统效能。这些研究根据通道统计量(channel statistics)，如通道空间相关性(spatial correlation)与通道时间相关性(temporal correlation)来适应码书，以提高系统效能。通过将通道统计量的额外信息回报至发送器来更新当前的码书。所以，还需要额外的计算功率来执行码书的更新。码书可以根据天线的设置而改变，例如无相关的(uncorrelated)或分集的(diversity，又称之为“多样”)设置、交叉极化(cross-polarized)的设置、以及均匀线性阵列(uniform linear array)的设置。上述这些方法与在一特定配置下使用一个固定的码书的标准LTE-A的方法是不同的。

一个非常大的MIMO系统的概念和技术已被提出和研究了。具较大数量的天线的波束形成可以将发送功率集中在一个小的区域。所以，用这样的方法可以提高收到的信号质量。从另一个角度来看，基于某一系统效能要求，可以减少发送的功率。所以此技术可能是一种节能的方法。有一技术使用一种多重解析度(multi-resolution)的码书，来对支持单用户MIMO（Single-UserMIMO，SU-MIMO）与多用户MIMO（Multiple-User MIMO，MU-MIMO）的无线网络中的通道相关信息，提供量化。在该技术中，使用完全重叠的(fullyoverlapped)天线的预编码。有另一技术也使用完全重叠的天线的预编码，来运作支持一基站与多个移动台之间的MU-MIMO通信的一多用户无线通信系统。

3GPP的研讨会对于第12版以及后续版本的规划也提出了大规模的MIMO技术规划。并且，大规模的MIMO技术在后续的3GPP会议中扮演着重要的角色。因为终端设备如智能手机与平板计算机拥有更强大的能力，数据流量大大地增加。这会对时下的网络产生极大的影响。为了支持大的数据传输量(data traffic)，小小区的部署(small cell deployment)是提高系统容量的一种解决方案，并且是3GPP会议上当前的议题。

发明内容

本公开的实施例可提供一种通信系统中具天线选取的方法，以及此通信系统中支持天线选取功能的中央节点与分散式节点。

本公开的一实施例是关于一种通信系统中具天线选取的方法，此通信系统备有多个分散式节点以及具有多根天线的一中央节点。此方法可包含:由此多根天线，支持此中央节点的一天线选取功能；以及通过使用与多个共同调度的(co-scheduled)分散式节点相关的多个预编码器，在此中央节点至此多个分散式节点的一下行通道中，共同调度(co-schedule)此多个分散式节点至一相同资源，以提供一系统效能增益；其中，此方法还包括一预编码器设计程序（precoder design procedure)与一相对应的信令通知程序（signaling procedure)，来完成此多个共同调度的分散式节点的此多个预编码器的分配(assignment)，此预编码器设计程序是基于(based on)部分重叠的(partially overlapped)天线选取、非重叠的(non-overlapped)天线选取、以及完全重叠的天线选取的前述三种天线选取情况的其中一种情况。

本公开的另一实施例是关于一种一通信系统中支持一天线选取功能的一中央节点，并且此中央节点被配置多根天线。此中央节点可包含一收发器电路(transceiver circuit)、一转换器(analog to digital converter and digital to analogconverter)、以及一处理电路(processing circuit)。此收发器电路用来发送至与接收自多个分散式节点的多个信号。此转换器被配置来执行从该多个分散式节点至该中央节点、或从该中央节点至该多个分散式节点的一或多个数字信号与一或多个模拟信号之间的一格式转换(format conversion)。此处理电路决定此多个分散式节点的多个优先等级(priority)、以及当此多个分散式节点的多个预编码器有重叠的部分是由此中央节点决定时，此处理电路分配该多个分散式节点的多个预编码器的每一预编码器的一重叠的部分(overlapped part)，并且接收来自此多个分散式节点的此多个预编码器的一非重叠的部分(non-overlapped part)相关的信号。

本公开的又一实施例是关于一种一通信系统中具有一天线选择机制的一分散式节点，并且此分散式节点被配置多根天线。此分散式节点可包含一收发器电路、一转换器、以及一处理电路。此收发器电路用来发送至与接收自一中央节点的多个信号。此转换器被配置来执行从该分散式节点至该中央节点、或从该中央节点至该分散式节点的一或多个数字信号与一或多个模拟信号之间的一格式转换。此处理电路决定此分散式节点的一预编码器的一非重叠的部分、以及接收与发送关于决定该预编码器的一或多个信号。

现在配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其他优点详述于后。

附图说明

图1是根据本公开的一实施例，说明具大规模天线的无线骨干网络的一应用情境的一范例示意图。

图2是根据本公开的一实施例，说明多个分散式节点共同调度至相同的资源的一范例示意图。

图3A与图3B是根据本公开的一实施例，说明分别使用DFT矩阵与哈达玛(Hadamard)矩阵的两个共同调度的分散式节点的预编码器的例子。

图4是根据本公开的一实施例，说明预编码器的非重叠的部分的回报系数(feedback coefficient)。

图5是根据本公开的一实施例，说明一种通信系统中具天线选取的方法。

图6是根据本公开的一第一实施例，说明决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关的信令通知与程序。

图7是根据本公开的一第二实施例，说明决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关的信令通知与程序。

图8是根据本公开的一第三实施例，说明决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关的信令通知与程序。

图9是根据本公开的一实施例，说明一种一通信系统中支持一天线选取功能的一中央节点，并且此中央节点被配置多根天线。

图10是根据本公开的一实施例，说明一种一通信系统中具有一天线选择机制的一分散式节点，并且此分散式节点被配置多根天线。

【符号说明】

具体实施方式

以下，参考伴随的图示，详细说明本公开的实施例，从而使本领域技术人员易于了解。所述的发明创意可以采用多种变化的实施方式，当不能只限定于这些实施例。本公开省略已熟知部分(well-known part)的描述，并且相同的参考号于本公开中代表相同的元件。

本公开的实施例可提供一种在通信系统中的发送方法。可能的多种情境的其中一种示于图1中。如图1所示，此情境包含多个分散式节点（小小区），表示为节点1、节点2、节点3等，以及一中央节点101。中央节点101配置有大量的天线，而相较于中央节点101，其他的分散式节点可具备有限数量的天线。中央节点101和其他节点之间的通信是无线的，可以称之为无线骨干(wireless backhaul)。无线骨干的优点之一是小小区的部署是容易的，因为它不需要在此中央节点与一分散式节点之间部署一固定的线路(wired-line)。根据本公开的实施例，可以在任何地方部署一小小区，并且如果需要的话，可以将此小小区移动到另一个地方。

在一小小区无线骨干(small-cell wireless backhaul)中，根据本公开的实施例，一种具备大量天线的一通信系统中的方法可以使用天线选取功能与预编码来增加系统容量。例如，与此通信系统中的共同调度的分散式节点相关的此中央节点的天线子集合(antenna subset)可以是不同的，其中每一共同调度的分散式节点都有各自相对应的天线子集合。所以，在此中央节点的天线选取可提供分集的增益。共同调度的分散式节点的预编码器可以是部分重叠，并且多用户干扰（Multi-User Interference，MUI）可以被部分消除（MUI-limited，MUI-限定）或是被完全消除（MUI-free，无MUI）。换句话说，具备大量天线的系统可以支持天线选取功能，以获得分集的增益，从而增加系统容量，其中假设所有共同调度的分散式节点的预编码器被决定之前，天线选取动作已经完成。因为多个分散式节点被共同调度至相同的资源，所以可提升频谱效率。当所有共同调度的分散式节点的天线子集合是部分重叠时，在预编码器的设计上有一些条件限制。依据本公开的实施例可以提供有关如何决定所有共同调度的分散式节点相关的预编码器的方法，以控制或避免来自其他的分散式节点对某一分散式节点的干扰。

在一通信系统中的预编码方法的一种可能的情境是具有大量天线的无线骨干，例如图1。在此具有大量天线的无线骨干的情境下，一通信系统可备有一中央节点101，记为供者eNB（Donor eNB，DeNB）与数个其他的分散式节点（小小区）。中央节点101有较大的覆盖范围(coverage)，其他的分散式节点有较小的覆盖范围。此通信系统可以在带外(outband)或带内(inband)的频率下运作，其中一带外的频率是指无线骨干的操作频率与使用者设备(userequipment，UE)的存取链路频率(access link frequency)是不同的，而一带内的频率是指无线骨干的操作频率与UE的存取链路频率是一样的。中央节点101的天线以1至N表示，标记为s＝﹛1，2，…，N﹜，其中N≧2。为了增加系统容量，中央节点101可以从中央节点至多个分散式节点的下行链路的通道中，将多个分散式节点调度至相同的资源，其中相同的资源表示相同的时频网格(time-frequency grid)，如图2所示。因此，中央节点101可以在相同的资源中传送多个节点的数据。因为此中央节点具有大量的天线，在下行链路中的共同调度的分散式节点有不同的天线子集合是可能的，其中一天线子集合是用于一分散式节点的天线标号(antenna index)所形成的集合。

假设节点i有自己的天线子集合s_i。共同调度的分散式节点的天线子集合的关系有三种情况。第一种情况是部分重叠的、第二种情况是非重叠的、以及第三情况是完全重叠的。例如，如果节点1的天线子集合是s₁＝﹛1，2，3，4，5﹜，节点2的天线子集合是s₂＝﹛2，3，4，5，6﹜，s₁与s₂之间的关系是部分重叠的，并且s₁∩s₂＝﹛2，3，4，5﹜。如果节点1的天线子集合是s₁＝﹛1，2，3，4﹜，节点2的天线子集合是s₂＝﹛5，6，7，8﹜，s₁与s₂之间的关系是非重叠的，并且s₁∩s₂＝ψ。如果节点1的天线子集合是s₁＝﹛1，2，3，4，5，6，7，8﹜，节点2的天线子集合是s2＝﹛1，2，3，4，5，6，7，8﹜，s₁与s₂之间的关系是完全重叠，并且s₁∩s₂＝﹛1，2，3，4，5，6，7，8﹜。

首先，描述部分重叠的第一种情况，并且为了容易解说，本公开使用以下的情境。中央节点在下行链路中调度两个分散式节点至相同的资源，并且节点1与节点2的传输层数分别是两层与一层。节点1与节点2所选取的天线子集合分别是s₁＝﹛1，2，3，4，5﹜与s₂＝﹛2，3，4，5，6﹜。在节点1的天线数量是R₁，在节点2的天线数量是R₂。节点的预编码器的表示例如是，但不限定于以矩阵形式来表示。

假设节点i的天线数为R_i，在中央节点被所有共同调度的分散式节点使用的天线数量是N_T（N_T≦N），并且在节点i的传输层数是v_i。则在节点i的第k个子载波的接收信号模型(received signal model)，k是子载波索引(subcarrier index)，表示如下：

r_i=H_i.(Ax₁+Bx₂)+n_i  （1）

其中r_i是在节点i的第k个子载波中的接收信号，并且r_i的维数是R_i×1；矩阵A是节点1的预编码器，并且矩阵A的维数是N_T×v₁；矩阵B是节点2的预编码器，并且矩阵B的维数是N_T×v₂；H_i是从中央节点至节点i的通道矩阵(channel matrix)，并且H_i的维数是R_i×N_T，n_i是在节点i的加性高斯白噪音（Additive White Gaussian Noise，AWGN）；x₁=[x_1,1,x_1,2]^T是从中央节点发送至节点1的数据，并且x₁=[x_1,1,x_1,2]^T的维数是v₁×1；x₂=[x_2,1]是从中央节点发送至节点2的数据，并且x₂=[x_2,1]维数是v₂×1。例如，在节点1收到的第k个子载波中的信号可以被展开为下面的等式：

$r_1=H_1\left(\begin{array}{cccc}\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,2}}\\ a_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ a_{\mathrm{4,1}}& a_{\mathrm{4,2}}\\ a_{\mathrm{5,1}}& a_{\mathrm{5,2}}\\ 0& 0\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{1,1}}\\ x_{\mathrm{1,2}}\end{array}\right]& +\left[\begin{array}{c}0\\ b_{\mathrm{2,1}}\\ b_{\mathrm{3,1}}\\ b_{\mathrm{4,1}}\\ b_{\mathrm{5,1}}\\ b_{\mathrm{6,1}}\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{2,1}}\end{array}\right]\end{array}\right)+n_1---\left(2\right)$

其中a_i,j=A(i,j)且b_i,j=B(i,j)。从方程式（2）可以看出节点1与节点2的预编码的数据(precoded data)是同时由天线子集合(标记为{2，3，4，5})部分发送的。

在节点1的接收器中，可以从小区专用参考信号（Cell-specific ReferenceSignals，CRS）来估计通道H₁，并执行通道均衡(channel equalization)，如迫零（Zero Forcing，ZF）方法。当通道估计是完美时，在节点1均衡的接收信号

变为

${\stackrel{\‾}{r}}_1=H_1^{-1}{r}_1={\mathrm{Ax}}_1+{\mathrm{Bx}}_2+H_1^{-1}{n}_{1.}$

然后，它可以消除预编码的效果来取得发送数据x₁。如果预编码器A是正交的(orthogonal)（即AA^H=αI），则所产生的解码的信号可以表示为

$\widetilde{r_1}=A^H{H}_1^{-1}{r}_1=\mathrm{\α}\·x_1+A^{H}B{x}_2+A^H{H}_1^{-1}{n}_{1.}$

当节点1与节点2的预编码器的限制条件进一步被设定时，来自节点2的干扰可以被消除。因此，可以假设节点1与节点2的预编码是正交的，即A^HB=0。结果可以得到以下的公式:

$\widetilde{r_1}=A^H{H}_1^{-1}{r}_1=\mathrm{\α}\·x_1+A^H{H}_1^{-1}{n}_{1.}$

为了提高系统效能，可以通过设计预编码器A，将后处理(post-processing)噪声最小化。因此，本公开的实施例可依据一准则如min

设计预编码器A。通过这样的方法，它可以允许在相同的资源中发送多个节点的数据，并且增加系统容量。对预编码器B，可以采用相同的程序来决定预编码器B中的系数。

从方程式（2）可以看出，在预编码器A与B中，非重叠的部分是 ${\stackrel{\‾}{A}}_1=[a_{\mathrm{1,1}},a_{\mathrm{1,2}}]$ 与 ${\stackrel{\‾}{B}}_1=\left[b_{\mathrm{6,1}}\right],$ 并且重叠部分是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{2,1}}& a_{2,2}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ a_{\mathrm{4,1}}& a_{\mathrm{4,2}}\\ a_{\mathrm{5,1}}& a_{\mathrm{5,2}}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\left[\begin{array}{c}{b}_{\mathrm{2,1}}\\ b_{\mathrm{3,1}}\\ b_{\mathrm{4,1}}\\ b_{\mathrm{5,1}}\end{array}\right]---\left(3\right).$

如上文所述，本公开的实施范例可以设计

与

并让他们是正交的，此符合A^HB=0的假设。例如，本公开的实施例可使用离散傅立叶变换（DiscreteFourier Transform，DFT）矩阵、哈达玛(Hadamard)矩阵、或是其它的正交序列来设计

与

其中使用DFT矩阵的一个可能例子是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{10}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -j& -1\\ -1& 1\\ j& -1\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{5}}\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}1\\ j\\ -1\\ -j\end{array}\right]\end{array},$

并且使用哈达玛(Hadamard)矩阵的一个可能例子是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{10}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -1& 1\\ 1& -1\\ -1& -1\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{5}}\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}1\\ -1\\ -1\\ 1\end{array}\right]\end{array}.$

对于非重叠的部分，当

时，无论与

是什么，预编码器(即矩阵A与B)是正交的。基于此观察，根据准则如min本公开的实施例可以有一定的自由度来设计

与

因此，预编码器的设计可包括两部分，即重叠的部分与非重叠的部分。对于重叠的部分，本公开的实施例可以有几种方案来设计预编码器。例如，对重叠的部分可以使用基于码书的预编码器的设计，如DFT矩阵、哈达玛(Hadamard)矩阵、或是其它的正交序列。此预编码器的设计可以是基于码书的，但非正交的(non-orthogonal)，例如重复使用LTE码书。所以，对于重叠的部分可以采用基于码书的预编码方法。图3A与图3B是根据本公开的一实施例，说明分别使用DFT矩阵与哈达玛(Hadamard)矩阵的两个共同调度的分散式节点的预编码器的例子。在图3A中，4×4的DFT矩阵可用于四个重叠的天线与三层使用。矩阵A是节点1的预编码器，矩阵B是节点2的预编码器。在方程式（3）中，重叠的部分

与

符合正交的假设。在图3B中，使用4×4的哈达玛(Hadamard)矩阵。类似地，在方程式（3）中，重叠的部分

与

也符合正交的假设。

对于非重叠的部分，本公开的实施例也有几种方案来设计预编码器。例如，非重叠的部分的预编码器的设计可以是基于码书的，并且非重叠的部分可由节点1与节点2针对每一系数使用几个比特(bit)来即时线上计算，然后在总发送功率的条件限制下回报与

中的系数至该中央节点。回报的系数可以是单位圆中的多个相位或是总发送功率的条件限制下的多个复数值(complex value)。例如，其中一种方案是将回报系数限制为单位圆中的一个相位。因为非重叠的部分是预编码器的一部分，回报资源负担(feedback overhead)可被控制在一阈值(threshold)下。为了进一步减少非重叠的部分的回报资源，本公开的实施例可限制回报系数是一单位圆中的相位，并且对可能的回报相位，例如16个相位，建立一个对照表并且从表中回报被选取的相位的索引。图4是根据本公开的一实施例，说明预编码器的非重叠的部分的回报系数。在图4的范例中，预编码器的非重叠的部分的回报系数是一单位圆中的16个相位。此16个相位可以被选取为

m=0，1，2，...，15。本公开的实施例可以使用4个比特来回报非重叠的部分里的每一系数。

虽然A^HB=0的假设保证无来自其他节点的干扰，即无干扰(interference-free)，根据本公开的实施例也可以放宽此假设为的情况，即有限干扰(interference-limited)的状况，使预编码器的设计有更多的灵活性，其中||W||_F是矩阵W的Frobenius长度，并且ε是一用来控制干扰的变量。换句话说，（记为预编码器A与B的相互矩阵距离(mutual matrixdistance)）的值可以是接近零或是限制为低于一值。在的情况下，根据本公开的实施例可以让预编码器A是一DFT矩阵的一部分，并且预编码器B可以从一单位圆中的相位获得，其中预编码器A（或B）本身可以是正交的，并表示成下列式子：

$A=\frac{1}{\sqrt{10}}\left[\begin{array}{cc}{\sqrt{10}a}_{\mathrm{1,1}}& {\sqrt{10}a}_{\mathrm{1,2}}\\ 1& 1\\ -j& -1\\ -1& 1\\ j& -1\\ 0& 0\end{array}\right],B=\frac{1}{\sqrt{5}}\left[\begin{array}{c}0\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}-0}{16}}\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}-5}{16}}\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}-9}{16}}\\ e^{j\frac{2\mathrm{\π}-12}{16}}\\ {\sqrt{5}b}_{\mathrm{6,1}}\end{array}\right],\mathrm{and}{A}^{H}B=\left[\begin{array}{c}0\\ 0.0649-0.0434i\end{array}\right].$

对于预编码器的非重叠的部分，在分散式节点的最佳预编码器设计的一目标函数(object function)可表示成下列式子：

$\min \left\{E\right[{\left|\right|A^H{H}_1^{-1}{n}_1\left|\right|}_F^2\left]\right\}$

其中

是后处理噪声。

以下举另一例子说明部分重叠的第一种情况，并且考虑另一种情境。在下行链路中，中央节点调度3个分散式节点至相同的资源，并且节点1、节点2、以及节点3的传输层数分别为两层、一层、以及一层。节点1、节点2、以及节点3所选取的天线子集合分别是s₁={1,2,3,5,7,9}、s₂={2,3,5,7,8,10}、以及s₃={2,3,4,5,6,7}。在节点1、节点2、以及节点3的天线数量分别是R₁、R₂、以及R₃。此处，一节点如节点1的第k个子载波的接收信号模型可表示为

r₁=H₁.(Ax₁+Bx₂+Cx₃)+n₁  (4)

其中r₁是节点1中的接收信号，并且矩阵A、B、以及C是节点1、节点2、以及节点3的预编码器。H₁是从中央节点至节点1的无线通道矩阵，n₁是节点1的噪声，例如是可加性高斯白噪声。并且，列向量x₁=[x_1,1,x_1,2]^T、x₂=[x_2,1]^T、以及x₃=[x_3,1]^T分别是节点1、节点2、以及节点3的发送数据。方程式（4）可被展开为下列方程式：

$r_1=H_1(\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,1}}\\ a_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ 0& 0\\ a_{\mathrm{5,1}}& a_{5,2}\\ 0& 0\\ a_{\mathrm{7,1}}& a_{\mathrm{7,2}}\\ 0& 0\\ a_{\mathrm{9,1}}& a_{\mathrm{9,2}}\\ 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{1,1}}\\ x_{\mathrm{1,2}}\end{array}\right]+\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}0\\ b_{\mathrm{2,1}}\\ b_{\mathrm{3,1}}\\ 0\\ b_{\mathrm{5,1}}\\ 0\\ b_{\mathrm{7,1}}\\ b_{\mathrm{8,1}}\\ 0\\ b_{\mathrm{10,1}}\end{array}\right]\left[x_{2,1}\right]+\end{array}\left[\begin{array}{c}0\\ c_{\mathrm{2,1}}\\ c_{\mathrm{3,1}}\\ c_{\mathrm{4,1}}\\ c_{\mathrm{5,1}}\\ c_{\mathrm{6,1}}\\ c_{\mathrm{7,1}}\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{3,1}}\end{array}\right])+n_{1,}$

其中a_i,j=A(i,j)、b_i,j=B(i,j)、以及c_i,j=C(i,j)。在此范例中，非重叠的部分被表示为

${\stackrel{\‾}{A}}_1=\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,2}}\\ a_{\mathrm{9,1}}& a_{\mathrm{9,2}}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_1=\left[\begin{array}{c}{b}_{\mathrm{8,1}}\\ b_{\mathrm{10,1}}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{C}}_1=\left[\begin{array}{c}{c}_{\mathrm{4,1}}\\ \mathrm{6,1}\end{array}\right],$

重叠的部分被表示为

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a\mathrm{3,2}\\ a_{\mathrm{5,1}}& a_{\mathrm{5,2}}\\ a_{\mathrm{7,1}}& a_{\mathrm{7,2}}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{b}_{\mathrm{2,1}}\\ b_{\mathrm{3,1}}\\ b_{\mathrm{5,1}}\\ b_{\mathrm{7,1}}\end{array}\right]\end{array},{\stackrel{\‾}{C}}_2=\begin{array}{c}\end{array}.\left[\begin{array}{c}{c}_{\mathrm{2,1}}\\ c_{\mathrm{3,1}}\\ c_{\mathrm{5,1}}\\ c_{\mathrm{7,1}}\end{array}\right].$

为了符合A^HB=0的假设，使用DFT矩阵的一个可能的例子是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{12}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -j\\ 1& -1\\ 1& j\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{6}}\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}1\\ -1\\ 1\\ -1\end{array}\right]\end{array},{\stackrel{\‾}{C}}_2=\frac{1}{\sqrt{6}}\left[\begin{array}{c}1\\ j\\ -1\\ -j\end{array}\right].$

另一个使用哈达玛(Hadamard)矩阵的可能的例子如下:

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{12}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\\ 1& 1\\ 1& -1\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{6}}\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}1\\ 1\\ -1\\ -1\end{array}\right]\end{array},{\stackrel{\‾}{C}}_2=\frac{1}{\sqrt{6}}\left[\begin{array}{c}1\\ -1\\ -1\\ 1\end{array}\right].$

对于非重叠的部分，矩阵以及

可以由节点1、节点2、以及节点3，根据min的准则或其他准则，作即时线上计算。然后回报至中央节点，如上所述。

对于非重叠的第二种情况，提出一个范例来描述它并且考虑下列的情境。中央节点调度两个分散式节点至相同的资源，并且节点1与节点2的传输层数分别是两个及两个。节点1与节点2所选取的天线子集合分别是s₁={1,2,3,4}与s₂={5,6,7,8}。节点1的天线数量是R₁，节点2上的天线数量是R₂。在节点1的第k个子载波的收到的信号模型可表示如下。

r₁=H₁.(Ax₁+Bx₂)+n₁

其中r₁是节点1的接收信号，矩阵A与B分别是节点1与节点2的预编码器，H₁是从中央节点到节点1的无线通道矩阵，并且n₁是节点1中的可加性高斯白噪声。并且，列向量x₁=[x_1,1,x_1,2]^T是节点1的发送数据，x₂=[x_2,1,x_2,2]是节点2的发送数据。在此第二种情况下，没有重叠的部分。所以，此第二种情况的接收信号模型的方程式可以被展开成为以下的方程式：

$r_1=H_1\left(\begin{array}{cccc}\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,2}}\\ a_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ a_{\mathrm{4,1}}& a_{\mathrm{4,2}}\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{1,1}}\\ x_{\mathrm{1,2}}\end{array}\right]& \left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ b_{\mathrm{5,1}}& b_{\mathrm{5,2}}\\ b_{\mathrm{6,1}}& b_{\mathrm{6,2}}\\ b_{\mathrm{7,1}}& b_{\mathrm{7,2}}\\ b_{\mathrm{8,1}}& b_{\mathrm{8,2}}\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{2,1}}\\ x_{\mathrm{2,2}}\end{array}\right]\end{array}\right)+n_1,$

其中a_i,j=A(i,j)及b_i,j=B(i,j)。对于非重叠的部分，表示为下列式子:

${\stackrel{\‾}{A}}_1=\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,2}}\\ a_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ a_{\mathrm{4,1}}& a_{\mathrm{4,2}}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_1=\left[\begin{array}{cc}{b}_{\mathrm{5,1}}& b_{\mathrm{5,2}}\\ b_{\mathrm{6,1}}& b_{6,2}\\ b_{\mathrm{7,1}}& b_{\mathrm{7,2}}\\ b_{\mathrm{8,1}}& b_{\mathrm{8,2}}\end{array}\right].$

在此非重叠的第二种情况中，A^HB=0的假设是自然满足的。对于非重叠的部分，矩阵

与

可由节点1与节点2基于min

准则，即时线上计算，并且产生的系数会被回报至中央节点。一个可能的方法是重复使用LTE/LTE-A中的码书，或是使用一预定的码书。另一种方法是让每一节点如部分重叠的第一种情况所提到的使用一些比特来回报每一系数。如果两个共同调度的分散式节点使用相同的调制，并且所有共同调度的分散式节点采用的码书是共同的，则分散式节点可以采用最大似然法（Maximum Likelihood，ML），利用6根天线（R₁＝6）来检测发送信号，并且此ML准则表示为

min||r₁-H₁.(Ax₁+Bx₂)||²。

如果不是这种情况，小小区则可以使用8根天线（R₁≥8）来执行ZF检测器来检测数据。

对于完全重叠的第三种情况，提出一个范例来描述它并且考虑下列的情境。中央节点调度两个分散式节点至相同的资源，并且节点1与节点2的传输层数分别是两个与一个。节点1与节点2所选取的天线子集合分别是s₁={1,2,3,4,5,6,7,8}与s₂={1,2,3,4,5,6,7,8}。在节点1的天线数量是R₁，并且节点2的天线数量是R₂。在节点1的第k个子载波接收信号模型也可以表达为r₁=H₁.(Ax₁+Bx₂)+n₁，其中每一符号的含义与上述相同。在完全重叠的情况下，接收信号模型可表示如下。

$r_1=H_1\left(\begin{array}{cccc}\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,2}}\\ a_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ a_{\mathrm{4,1}}& a_{\mathrm{4,2}}\\ a_{\mathrm{5,1}}& a_{\mathrm{5,2}}\\ a_{\mathrm{6,1}}& a_{\mathrm{6,2}}\\ a_{\mathrm{7,1}}& a_{\mathrm{7,2}}\\ a_{\mathrm{8,1}}& a_{\mathrm{8,2}}\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{1,1}}\\ x_{\mathrm{2,1}}\end{array}\right]& +\left[\begin{array}{c}{b}_{\mathrm{1,1}}\\ b_{\mathrm{2,1}}\\ b_{\mathrm{3,1}}\\ b_{\mathrm{4,1}}\\ b_{\mathrm{5,1}}\\ b_{\mathrm{6,1}}\\ b_{\mathrm{7,1}}\\ b_{\mathrm{8,1}}\end{array}\right]& \left[\begin{array}{c}{x}_{\mathrm{2,1}}\end{array}\right]\end{array}\right)+n_1$

其中a_i,j=A(i,j)及b_i,j=B(i,j)。在此情况下，有重叠的部分并表示如下列式子

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\left[\begin{array}{cc}{a}_{\mathrm{1,1}}& a_{\mathrm{1,2}}\\ a_{\mathrm{2,1}}& a_{\mathrm{2,2}}\\ a_{\mathrm{3,1}}& a_{\mathrm{3,2}}\\ a_{\mathrm{4,1}}& a_{\mathrm{4,2}}\\ a_{\mathrm{5,1}}& a_{\mathrm{5,2}}\\ a_{\mathrm{6,1}}& a_{\mathrm{6,2}}\\ a_{\mathrm{7,1}}& a_{\mathrm{7,2}}\\ a_{\mathrm{8,1}}& a_{\mathrm{8,2}}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=.\left[\begin{array}{c}{b}_{\mathrm{1,1}}\\ b_{\mathrm{2,1}}\\ b_{\mathrm{3,1}}\\ b_{\mathrm{4,1}}\\ b_{\mathrm{5,1}}\\ b_{\mathrm{6,1}}\\ b_{\mathrm{7,1}}\\ b_{\mathrm{8,1}}\end{array}\right].$

要达到无干扰的目标，所以做出A^HB=0的假设。并且使用DFT矩阵的可能例子之一是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{16}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 0.707-0.707j& -j\\ -j& -1\\ 0.707-0.707j& j\\ -1& 1\\ -0.707+0.707j& -j\\ 1& -1\\ 0.707+0.707j& j\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{8}}\left[\begin{array}{c}\begin{array}{c}1\\ -1\\ 1\\ -1\\ 1\\ -1\\ 1\\ -1\end{array}\end{array}\right]$

使用哈达玛(Hadamard)矩阵的另一例子表示如下:

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{16}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -1& 1\\ 1& -1\\ -1& -1\\ 1& 1\\ -1& 1\\ 1& -1\\ -1& -1\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{6}}\left[\begin{array}{c}\begin{array}{c}1\\ -1\\ -1\\ 1\\ 1\\ -1\\ -1\\ 1\end{array}\end{array}\right].$

如前面提及的，本公开的实施范例可以放宽此假设而成为

的情况，其中ε是一个变量，用来控制干扰量。最佳预编码器设计（例如，预编码器A）的一目标函数可表示成下列式子:

$\max \left\{\frac{E\left[{\left|\right|{A^H\mathrm{Ax}}_1\left|\right|}_F^2\right]}{E\left[{\left|\right|{A^H\mathrm{Bx}}_2\left|\right|}_F^2\right]+E\left[{\left|\right|A^H{H}_1^{-1}{n}_1\left|\right|}_F^2\right]}\right\}$

依此，图5是根据本公开的一实施例，说明一种通信系统中具天线选取的方法。此通信系统具有多个分散式节点与配置多根天线的一中央节点。如图5所示，此方法可以由此多根天线，支持此中央节点的一天线选取功能（步骤510），通过使用与此多个分散式节点相关的多个预编码器，在此中央节点至此多个分散式节点的一下行通道中，共同调度(co-schedule)此多个分散式节点至一相同资源，以提供一系统效能增益（步骤520）。其中，此方法还包括一预编码器设计程序与一相对应的信令通知程序，来完成共同调度的此多个分散式节点的此多个预编码器的分配，此预编码器设计程序是基于部分重叠的天线选取、非重叠的天线选取、以及完全重叠的天线选取的前述三种天线选取情况的其中一种情况。

如之前提及的实施例所描述的，图5中的多个预编码器可以包括两部分，即重叠的部分与非重叠的部分。图5的多个预编码器的重叠的部分可以是基于码书的。重叠的部分相对应的预编码器可以是正交的。例如，预编码器可以来自DFT矩阵、哈达玛(Hadamard)矩阵、或是其它的正交序列。重叠的部分相对应的预编码器也可以不是正交的，并且这些预编码器的相互矩阵距离(mutual matrix distance)是接近零或是限制在某一值以下。预编码器的非重叠的部分可以是即时线上计算的，并且回报至中央节点。回报系数可以是单位圆上的相位或是在一总功率的条件限制下的任何值。相位回报可以是基于码书或是基于非码书。重叠的部分与非重叠的部分可以具有不同的预编码解析度(precoding granularity，又称之为“预编码量化度”或“预编码颗粒度”)。

以下说明如何决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关信令通知与程序。在下文中，本公开提供，但不限定于，三个实施例，说明如何决定所有共同调度的分散式节点的预编码器。第一实施例，称之为完全集中式(fully-centralized)配置，是让中央节点完全决定所有共同调度的分散式节点的预编码器。第二实施例，称之为半集中式(semi-centralized)配置，是让一些分散式节点选取自己的预编码器并且中央节点可以选取其余的共同调度的分散式节点的预编码器。第三实施例，称之为非集中式(de-centralized)配置，让所有共同调度的分散式节点选取自己的预编码器。以下的内容说明此三个实施例的细节，其中，此通信系统的情境是具有一中央节点与三个共同调度的分散式节点，如节点1、节点2、以及节点3。

根据第一实施例，中央节点安排所有共同调度的分散式节点相关的预编码器并且所有共同调度的分散式节点回报其预编码器中的非重叠的部分的系数至中央节点。图6是根据本公开的一第一实施例，说明决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关的信令通知与程序。参考图6，中央节点发送信号，通知此分配的(assigned)重叠的预编码器系数给所有共同调度的分散式节点，即节点1、节点2、以及节点3，分别以三个箭头611～613表示。由此，对于所有共同调度的分散式节点的预编码器的重叠部分，所有共同调度的分散式节点可以被告知自己该使用的预编码器。对于非重叠的部分，共同调度的分散式节点回报此非重叠的预编码器系数至中央节点，分别以三个箭头621～623表示。预编码器。

例如，中央节点调度三个节点接收同一资源中的数据并且节点1、节点2、以及节点3的传输层数分别为2、1、以及1。节点1、节点2、以及节点3所选取的天线子集合分别为s₁={1,2,3,4,5}、s₂={2,3,4,5,6}、以及s₃={2,3,4,5,7}。节点1、节点2、以及节点3的重叠的部分的矩阵分别为

以及

并且其相对应的维度分别为4×2、4×1、以及4×1。中央节点可以使用4比特(bit)（每一列使用2比特）并且从一4×4的DFT矩阵（或哈达玛(Hadamard)矩阵）选取两个列向量给

可以使用2比特并且从该4×4DFT矩阵（或哈达玛(Hadamard)矩阵）选取一个列向量给

可以使用2比特并且从该4×4DFT矩阵（或Hadamard矩阵）选取一个列向量给

给

以及

的被选取的列向量都是不同的。例如

以及

可以是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{10}}\left[\begin{array}{c}\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\\ 1& 1\\ 1& -1\end{array}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{5}}\left[\begin{array}{c}1\\ 1\\ -1\\ -1\end{array}\right],\mathrm{and}{\stackrel{\‾}{C}}_2=\frac{1}{\sqrt{5}}\left[\begin{array}{c}1\\ -1\\ -1\\ 1\end{array}\right].$

对于

以及

的非重叠部分，即完全预编码器(full precoder)A、B、以及C的其余系数，节点1、节点2、以及节点3回报这些系数至中央节点。例如，节点1、节点2、以及节点3可以对于每一系数，使用4比特(bit)来回报这些系数(a_1,1,a_1,2,b_6,1,c_7,1)。

根据第二实施例，中央节点可以决定所有共同调度的分散式节点的优先等级以选取预编码器，这些由中央节点决定的优先等级可以基于每一节点的传输层数与服务质量（quality of service，QoS），如资源类型（保证比特率（Guaranteed Bit Rate，GBR）或非GBR）、分组延迟预算(packet delay budget)、分组遗失率(packet loss rate，也称之为“丢包率”)等。所有共同调度的分散式节点中的一些具有较高优先等级的共同调度的分散式节点可以自己决定预编码器的重叠的部分，但由中央节点分配预编码器的重叠的部分给其他的共同调度的分散式节点。并且，所有共同调度的分散式节点必须回报预编码器的非重叠的部分的系数。图7是根据本公开的一第二实施例，说明决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关的信令通知与程序。参考图7，中央节点可以先决定所有共同调度的分散式节点(即节点1、节点2、以及节点3)的优先等级以选取预编码器，以及信令通知具有最高优先等级的共同调度的分散式节点以回报此重叠的预编码器系数。假设节点1、节点2、以及节点3分别具有优先等级1、优先等级2、以及优先等级3，为重叠的部分来回报一预编码器。节点1可先回报所选取的重叠的预编码器系数至中央节点。节点1可以从一DFT矩阵、Hadamard矩阵、或其它的正交序列中选取v₁个列向量(column vector)，并回报至中央节点，其中v1是从中央节点发送至节点1的层数。例如箭头710所示，节点1回报此选取的重叠的预编码器系数至中央节点。然后，中央节点可以发送一信号至节点2（具优先等级2），此信号是关于由节点1选取的预编码器的重叠的部分，以通知节点2哪些预编码器系数可以或是不可以被使用，如箭头720所示；并且节点2回报其选取的重叠的预编码器系数至中央节点，如箭头730所示。中央节点通知此分配的重叠的预编码器系数给节点3，如箭头740所示。换句话说，节点1与节点2自行决定预编码器的重叠的部分，而中央节点替节点3决定预编码器的重叠的部分。然后，节点1、节点2、以及节点3回报此非重叠的预编码器系数至中央节点，分别由三个箭头751～753所示。换句话说，所有共同调度的分散式节点回报非重叠的部分的相关系数至中央节点。

例如，中央节点调度三个节点接收同一资源中的数据，并且节点1、节点2、以及节点3的传输层数分别是2、1、以及1。节点1、节点2、以及节点3所选取的天线集合分别是s₁={1,2,3,4,5}、s₂={2,3,4,5,6}、以及s₃={2,3,4,5,7}。假设中央节点给予节点1最高的优先等级来选取预编码器，以及给予节点2第二优先等级。节点1、节点2、以及节点3的重叠的部分分别是矩阵

以及

并且矩阵

以及

的相对应的维数分别是4×2、4×1、以及4×1。矩阵

以及

可以是

${\stackrel{\‾}{A}}_2=\frac{1}{\sqrt{10}}\left[\begin{array}{c}\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\\ 1& 1\\ 1& -1\end{array}\end{array}\right],{\stackrel{\‾}{B}}_2=\frac{1}{\sqrt{5}}\left[\begin{array}{c}1\\ 1\\ -1\\ -1\end{array}\right],\mathrm{and}{\stackrel{\‾}{C}}_2=\frac{1}{\sqrt{5}}\left[\begin{array}{c}1\\ -1\\ -1\\ 1\end{array}\right],$

其中

是被节点1选取的，节点1可以使用4比特（每一列使用2比特）从一4×4的DFT矩阵选取两个列向量。

是被节点2选取的，节点2可以使用2比特(bit)（每一列使用2比特）从该4×4的DFT矩阵选取一个列向量。以及

是由中央节点分配的，并且中央节点可以使用2比特，从该4×4的DFT矩阵选取一个列向量给以及使用2比特传送预编码器指示器来通知节点3。对于

以及

的非重叠的部分，节点1、节点2、以及节点3可以对于每一系数使用4比特来回报所有的系数(a_1,1,a_1,2,b_6,1,c_7,1)。

根据一第三实施例，中央节点可决定所有共同调度的分散式节点的优先等级，并且通知给具有最高的优先等级的共同调度的分散式节点来回报重叠的预编码器系数。中央节点决定的优先等级可以基于每一节点的传输层数和服务质量（QoS）如保证比特率（GBR）或非GBR的资源类型、分组延迟预算、分组遗失率等。中央节点决定优先等级后，中央节点可告知每一节点。根据中央节点决定的优先等级，所有分散式节点依序选取自己的预编码器。所有共同调度的分散式节点可以回报所选取的重叠的部分的预编码系数至中央节点。对于非重叠的部分，所有共同调度的分散式节点回报相关系数至中央节点。图8是根据本公开的一第三实施例，说明决定所有共同调度的分散式节点的预编码器的相关的信令通知与程序。参考图8，具有最高优先等级的节点（例如节点1）可先决定它的预编码器的重叠的部分并且回报选取的重叠的预编码器系数，如箭头810所示。然后，中央节点可通知具有第二优先等级的节点（例如节点2）哪些预编码器系数可以或不可以被使用（以1比特指示），如箭头820所示。然后节点2决定它的预编码器的重叠的部分，并且回报选取的重叠的预编码器系数至中央节点，如箭头830所示。然后，中央节点可通知具有第三优先等级的节点（如节点3）哪一预编码器的系数可以或不可以被使用，如箭头840所示。然后，节点3决定它的预编码器的重叠的部分，并且回报选取的重叠的预编码器系数至中央节点，如箭头850所示。反复进行此程序，直到所有共同调度的分散式节点(即节点1～节点3)决定完自己的预编码器以及回报选取的重叠的预编码器系数至中央节点。在本实施例中，如箭头850所示，当节点3回报所选取的预编码器的重叠的部分至中央节点时，所有共同调度的分散式节点已经决定自己的重叠的预编码器系数。然后，所有的共同调度的分散式节点回报相关非重叠的部分的系数(非重叠的预编码器系数)至中央节点，分别如三个箭头861～863所示。

在第二与第三实施例中，中央节点必须决定所有节点选取的预编码器的顺序（优先等级）。如前面提到的，中央节点可根据通信系统中每一节点的传输层数、服务质量如资源类型（保证比特率（GBR）或非GBR）、分组延迟预算、分组遗失率等，来决定优先等级。以传输层数为例子，当一节点的层数在所有共同调度的分散式节点间是最大时，此节点可具有最高优先等级来选取重叠的部分的预编码器。具有最少层数的节点具有最低优先等级来选取重叠的部分的预编码器。如果层数是相同的，此顺序（优先等级）可以根据轮转(round robin)方法或随机选取来决定。所以，如果层数被用来做决定，那么优先等级与层数是成正比例的。

承上述，图9是根据本公开的一实施例，说明一种一通信系统中支持一天线选取功能的一中央节点，并且此中央节点被配置多根天线。如图9所示，中央节点900可包括一收发器电路902、一转换器904、以及一处理电路906。收发器电路902从中央节点发送信号至多个分散式节点，此多个分散式节点以分散式节点1～分散式节点n表示，n≧2，并且收发器电路902接收来自此多个分散式节点的信号。这些信号可载有由中央节点发送或接收的相关信息，如图6、图7、以及图8所示。此处不再重复细节的说明。收发器电路902可以执行一般运作，如低噪声放大(amplify)、混合(mix)频率、向上或下频率调制、滤波、放大等。

转换器904被配置来执行数字信号与模拟信号之间的一格式转换(formatconversion)。因此，转换器904可在上行链路（从分散式节点至中央节点）期间将一模拟信号格式转换为一数字信号格式，以及在下行链路（从中央节点至分散式节点）期间将一数字信号格式转换为一模拟信号格式。所涉及的信号可参考图6、图7、以及图8，此处不再重复细节的说明。如之前所述，处理电路906可以决定每一分散式节点的优先等级。并且，当多个预编码器有部分重叠的天线选取的情况下时且重叠的部分是由中央节点决定时，处理电路906可以分配分散式节点的每一预编码器的重叠的部分，例如，上述图6的实施例与上述图7的实施例。处理电路906可以接收所有共同调度的分散式节点的多个预编码器的非重叠的部分，此可从图6、图7、以及图8中看出。用于预编码器设计的一或多个码书可以存储于一存储器中，此存储器可以是中央节点900的一内部存储器或是一外部存储器。

由此，在中央节点，多根天线的天线选取可被支持。通过使用与多个共同调度的分散式节点相关的多个预编码器，此多个分散式节点可以在从中央节点至多个分散式节点的一下行链路通道中，被共同调度至相同的资源，以提供一效能增益。

承上述，图10是根据本公开的一实施例，说明一种一通信系统中具有一天线选择机制的一分散式节点，并且此分散式节点被配置多根天线。参考图10，分散式节点1～n的每一分散式节点可包含一收发器电路1002、一转换器1004、以及一处理电路1006。收发器电路1002可以发送信号至中央节点900以及接收来自中央节点900的信号。此信号载有与分散式节点i相关的发送或接收的信息，如图6、图7、以及图8所示，此处不再重复细节的说明。收发器电路1002可执行一般运作，例如低噪声放大、混合频率、向上或下频率调制、滤波、放大等。

转换器1004的技术特征和转换器904是相同的，此处不再重复细节的说明。所涉及的信号可由图6～图8中看出，此处不再重复细节的说明。如之前所上述，分散式节点i中的处理电路1006可以决定至少一分散式节点的至少一预编码器的重叠的部分，此至少一分散式节点具有比一预定值更高的优先等级。并且，分散式节点i的处理电路1006可以决定本身的预编码器中的非重叠的部分，例如，前述图6～图8的实施例。处理电路1006可以接收和发送与决定预编码器有关的信号，此可以从图6～图8中看出。用于预编码器设计的一或多个码书可以存储于一存储器中，此存储器可以是分散式节点i的一内部存储器或是一外部存储器。

由此，在每一分散式节点i，多根天线的天线选取可被支持。并且在从中央节点至多个分散式节点的下行链路通道中，通过使用与此多个共同调度的分散式节点相关的多个预编码器，此多个分散式节点可以在从中央节点至此多个分散式节点的一下行链路通道中，被共同调度至相同的资源，以提供一效能增益。

图6、图7、以及图8中的信号涉及到收发器电路、转换器、处理电路、以及中央节点与每一分散式节点的存储器。收发器电路与转换器是用于发送与接收信号的基本通信元件。因为这些被发送或被接收的信号关系到预编码器系数，所以，一内部或外部存储器被用来存储和/或存取一预编码器的非重叠的部分与重叠的部分。存储器与处理电路之间的信号是预编码器系数、分散式节点的优先等级等。转换器与处理电路之间的信号是被发送与被接收的信号。转换器与收发器电路之间的信号是被发送与被接收的信号。

中央节点可以是一通信设备，例如一基站的。多个分散式节点的每一分散式节点可以是一通信装置，例如一小小区，其包括一微微小小区(picocell)与一毫微微小小区(femto cell)等。中央节点可配备大量的天线，并且多个分散式节点可以具有相较于中央节点的有限数量的天线。如上文所述，该多个预编码器可以是部分重叠的天线选取、非重叠的天线选取、以及完全重叠的天线选取的前述三种天线选取的情况的其中一种。当此多个预编码器是部分的重叠时，此多个预编码器包括一个重叠的部分与一非重叠的部分。在此多个预编码器的非重叠的部分可以由分散式节点即时线上计算，并且回报至中央节点。如前面提到的，由中央节点决定的多个优先等级可基于通信系统中的每一共同调度的分散式节点的传输层数、服务质量等来决定。

综上所述，本公开的实施例提供一种方法来设计具有一中央节点与多个分散式节点的通信系统中的天线选取相关的预编码器。此技术使用天线选取与预编码来获得效能增益（即提高系统容量）。此通信系统中共同调度的分散式节点所对应的天线子集合可以是不同的。因此，与共同调度的分散式节点的相关的预编码器可以是部分重叠的、非重叠的、或是完全重叠的。在本公开的实施例中，对于预编码器的重叠的部分，中央节点可以分配所有共同调度的分散式节点本身的预编码器；或是一些共同调度的分散式节点可以选取他们自己的预编码器，并且中央节点可以选取其余所有共同调度的分散式节点的预编码器；或是所有共同调度的分散式节点可以选取他们自己的预编码器。

以上所述者仅为依据本公开的实施范例，当不能依此限定本公开实施的范围。即大凡权利要求书所作的均等变化与修饰，皆应仍属本公开权利要求书涵盖的范围。

Claims (23)

1.一种通信系统中具天线选取的方法，该通信系统备有多个分散式节点以及具有多根天线的一中央节点，该方法包含:

由该多根天线，支持该中央节点的一天线选取功能；以及

通过使用与多个共同调度的分散式节点相关的多个预编码器，在该中央节点至该多个分散式节点的一下行通道中，共同调度该多个分散式节点至一相同资源，以提供一系统效能增益；

其中，该方法还包括一预编码器设计程序与一相对应的信令通知程序，来完成该多个共同调度的分散式节点的该多个预编码器的分配，该预编码器设计程序是基于部分重叠的天线选取、非重叠的天线选取、以及完全重叠的天线选取的前述三种天线选取情况的其中一种情况。

2.如权利要求1所述的方法，其中当该多个预编码器是该部分重叠的天线选取的情况时，该多个预编码器包括一重叠的部分与一非重叠的部分。

3.如权利要求2所述的方法，其中对应至该多个预编码器的该重叠的部分的多个预编码器是基于码书与正交的。

4.如权利要求2所述的方法，其中对应至该多个预编码器的该重叠的部分的多个预编码器是基于码书，并且该多个预编码器的相互矩阵距离的值是接近零或是限制为低于一值。

5.如权利要求2所述的方法，其中该多个预编码器的该非重叠的部分是即时线上计算的，并且回报至该中央节点。

6.如权利要求5所述的方法，其中该回报至该中央节点的多个系数是在一单位圆上的多个相位或是在一总功率的条件限制下的多个复数值。

7.如权利要求2所述的方法，其中该方法还包括：

在该中央节点，分配与该多个共同调度的分散式节点相关的该多个预编码器的该重叠的部分；以及

由该多个共同调度的分散式节点，将该多个预编码器的该非重叠的部分的多个系数回报至该中央节点。

8.如权利要求2所述的方法，其中该方法还包括：

由该中央节点，决定该多个共同调度的分散式节点的多个优先等级以作为选取该多个预编码器的顺序；

由该多个共同调度的分散式节点的多个优先等级中优先等级较高的一或多个分散式节点，依序决定他们的预编码器的该重叠的部分，而由该中央节点分配其他多个共同调度的分散式节点的预编码器的该重叠的部分；以及

由该多个共同调度的分散式节点回报该多个预编码器的该非重叠的部分的多个系数至该中央节点。

9.如权利要求2所述的方法，其中该方法还包括：

由该中央节点，决定该多个共同调度的分散式节点的多个优先等级；根据该中央节点决定的该多个优先等级，由该多个共同调度的分散式节点依序选取他们的预编码器的该重叠的部分；以及

由该多个共同调度的分散式节点回报该多个预编码器的该非重叠的部分的多个系数至该中央节点。

10.如权利要求8所述的方法，其中由该中央节点决定的该多个优先等级是依据该该多个共同调度的分散式节点的每一共同调度的分散式节点的传输层数，与该通信系统的至少一服务质量来决定。

11.如权利要求9所述的方法，其中由该中央节点决定的该多个优先等级是依据该多个共同调度的分散式节点的每一共同调度的分散式节点的传输层数，与该通信系统的至少一服务质量来决定。

12.如权利要求1所述的方法，其中该多个预编码器包括一重叠的部分与一非重叠的部分，并且该重叠的部分与该非重叠的部分具有不同的预编码颗粒度(precoding granularity)。

13.如权利要求1所述的方法，其中当该多个共同调度的分散式节点中的两个共同调度的分散式节点使用一相同的调制(modulation)，并且该多个共同调度的分散式节点使用共同的一采用的码书时，该方法采用一最大似然法来检测传送至该多个共同调度的分散式节点的数据，否则采用一迫零检测器来检测传送的该数据。

14.一种一通信系统中支持一天线选取功能的一中央节点，并且该中央节点被配置多根天线，该中央节点包含:

一收发器电路，用来发送至与接收自多个分散式节点的多个信号；

一转换器，被配置来执行从该多个分散式节点至该中央节点、或从该中央节点至该多个分散式节点的一或多个数字信号与一或多个模拟信号之间的一格式转换；以及

一处理电路，决定该多个分散式节点的多个优先等级、以及当该多个分散式节点的多个预编码器有重叠的部分是由该中央节点决定时，该处理电路分配该多个分散式节点的该多个预编码器的每一预编码器的一重叠的部分，并且接收来自与该多个分散式节点的该多个预编码器的一非重叠的部分相关的信号。

15.如权利要求14所述的中央节点，其中该多个该预编码器是基于部分重叠的天线选取、非重叠的天线选取、以及完全重叠的天线选取之前述三种天线选取情况的其中一种情况。

16.如权利要求15所述的中央节点，其中当该多个预编码器是在该部分重叠的天线选取的情况下，该多个预编码器包括该重叠的部分与该非重叠的部分。

17.如权利要求14所述的中央节点，其中一或多个码书是用来设计该多个预编码器，该多个预编码器存储于该中央节点的一内部存储器或一外部存储器。

18.如权利要求14所述的中央节点，其中一存储器被用来存储与存取至少一预编码器的该非重叠的部分与该重叠的部分。

19.如权利要求14所述的中央节点，其中该多个优先等级是根据该多个分散式节点的每一分散式节点的传输层数与该通信系统的一服务质量决定的。

20.一种一通信系统中具有一天线选择机制的一分散式节点，并且该分散式节点被配置多根天线，该分散式节点包含:

一收发器电路，用来发送至与接收自一中央节点的多个信号；

一转换器，被配置来执行从该分散式节点至该中央节点、或从该中央节点至该分散式节点的一或多个数字信号与一或多个模拟信号之间的一格式转换；以及

一处理电路，决定该分散式节点的一预编码器的一非重叠的部分、以及接收与发送关于决定该预编码器的一或多个信号。

21.如权利要求20所述的分散式节点，其中该处理电路还经由该收发器，回报该预编码器的该非重叠部分的多个系数至该中央节点。

22.如权利要求20所述的分散式节点，其中该处理电路决定具有与一预定值相比更高优先等级的至少一分散式节点的至少一预编码器的一重叠的部分。

23.如权利要求20所述的分散式节点，其中一存储器被用来存储与存取至少一预编码器的该非重叠的部分与该重叠的部分。

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